โพลาไรเซชัน

โพลาไรเซชัน () เป็นคุณสมบัติของคลื่นตามขวางที่ระบุถึงการวางตัวทางเรขาคณิตของการแกว่ง ในคลื่นตามขวาง ทิศทางการแกว่งจะตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น ตัวอย่างหนึ่งของคลื่นตามขวางที่มีโพลาไรซ์คือการสั่นที่เดินทางไปตามสายที่ตึง เช่น สายของกีตาร์ การสั่นอาจเกิดขึ้นในทิศทางแนวตั้ง แนวนอน หรือมุมใด ๆ ที่ตั้งฉากกับสายก็ได้ ในทางตรงกันขวาง คลื่นตามยาว เช่น คลื่นเสียงในของเหลวหรือก๊าซ การกระจัดของอนุภาคในการแกว่งจะอยู่ในทิศทางเดียวกับการแพร่กระจายของคลื่นเสมอ ดังนั้นคลื่นเหล่านี้จึงไม่แสดงคุณสมบัติโพลาไรเซชัน คลื่นตามขวางที่แสดงโพลาไรเซชัน ได้แก่ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสง และ คลื่นวิทยุ, คลื่นความโน้มถ่วง, และคลื่นเสียงตามขวางในของแข็ง

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นแสง ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่แกว่งควบคู่กันและตั้งฉากกันเสมอ สถานะที่แตกต่างกันของโพลาไรเซชันจะสอดคล้องกับความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันระหว่างทิศทางของสนามและทิศทางการแพร่กระจาย ในโพลาไรเซชันแบบเส้นตรง สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กต่างแกว่งในทิศทางเดียวและตั้งฉากกัน ในขณะที่ในโพลาไรเซชันแบบวงกลม หรือแบบรี สนามจะหมุนรอบทิศทางการเดินทางของลำแสงด้วยอัตราคงที่ ซึ่งการหมุนอาจเป็นไปตามกฎมือขวาหรือมือซ้ายก็ได้

แสงจากแหล่งกำเนิดหลายชนิด เช่น ดวงอาทิตย์ เปลวไฟ และหลอดไส้ ประกอบด้วยชุดคลื่นสั้น ๆ ที่มีโพลาไรเซชันผสมกันอย่างเท่ากัน เรียกว่า แสงไม่โพลาไรซ์ แสงโพลาไรซ์สามารถสร้างได้โดยการส่งแสงไม่โพลาไรซ์ผ่าน โพลาไรเซอร์ ซึ่งยอมให้คลื่นที่มีโพลาไรเซชันเพียงแบบเดียวผ่านไปได้ วัสดุทางแสงทั่วไปส่วนใหญ่ไม่ส่งผลต่อโพลาไรเซชันของแสง แต่วัสดุบางชนิดที่มีคุณสมบัติการหักเหคู่, ไดโครอิซึม หรือกิจกรรมทางแสง จะส่งผลต่อแสงแตกต่างกันไปตามโพลาไรเซชันของแสงนั้น ๆ นอกจากนี้แสงยังกลายเป็นแสงโพลาไรซ์บางส่วนเมื่อสะท้อนที่มุมใดมุมหนึ่งจากพื้นผิว

ตามหลักกลศาสตร์ควอนตัม คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถมองเป็นกระแสของอนุภาคที่เรียกว่า โฟตอน ได้เช่นกัน เมื่อมองในลักษณะนี้ โพลาไรเซชันของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกกำหนดโดยคุณสมบัติทางกลควอนตัมของโฟตอนที่เรียกว่า สปิน โฟตอนมีสปินที่เป็นไปได้สองแบบ คือ หมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาตามทิศทางการเดินทาง คลื่นโพลาไรซ์แบบวงกลมประกอบด้วยโฟตอนที่มีสปินเพียงแบบเดียว ส่วนคลื่นโพลาไรซ์แบบเส้นตรงประกอบด้วยโฟตอนที่อยู่ในสถานะซ้อนทับกันของโพลาไรซ์แบบวงกลมทั้งซ้ายและขวา

โพลาไรเซชันเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในวิทยาศาสตร์หลายสาขาที่เกี่ยวข้องกับคลื่นตามขวาง เช่น ทัศนศาสตร์, วิทยาแผ่นดินไหว, วิทยุ และไมโครเวฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเทคโนโลยีอย่าง เลเซอร์, โทรคมนาคมผ่านใยนำแสงและไร้สาย รวมถึง เรดาร์

 อ้างอิง 

 แหล่งข้อมูลอื่น 
 Feynman's lecture on polarization
 Polarized Light Digital Image Gallery: Microscopic images made using polarization effects
 MathPages: The relationship between photon spin and polarization
 A virtual polarization microscope
 Polarization angle in satellite dishes.
 Molecular Expressions: Science, Optics and You — Polarization of Light: Interactive Java tutorial
 Antenna Polarization
 Animations of Linear, Circular and Elliptical Polarizations on YouTube


หมวดหมู่:เครื่องรับส่งวิทยุและระบบวิทยุสื่อสาร
หมวดหมู่:ทัศนศาสตร์เชิงฟิสิกส์